專利名稱：一種基于微流控技術(shù)制備單分散性微乳、脂質(zhì)體和微球的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)藥工程藥物制劑領(lǐng)域，具體涉及一種基于微流控技術(shù)的單分散性微 乳、脂質(zhì)體和微球的制備方法。
背景技術(shù)：
微流控技術(shù)是一項重要的科學(xué)技術(shù)，它的主要特征就是集成化和微型化，將在疾 病診斷、藥物篩選、環(huán)境檢測、食品安全、司法鑒定、體育競技以及反恐、航天等領(lǐng)域發(fā)揮作 用。微流控芯片主要是以微通道網(wǎng)絡(luò)和各種功能單元集成化為特點，對微量樣品在微觀尺 度上進行操控和處理，實現(xiàn)微量樣品的制備、反應(yīng)、分離和檢測。而液滴是近年來在微流控 芯片上發(fā)展起來的一種全新的操控微小體積液體的技術(shù)。作為一種全新的技術(shù)，液滴最常 見的應(yīng)用是作為微反應(yīng)器，研究微尺寸上的反應(yīng)及過程。在這些應(yīng)用中，制備均一尺寸可控 的微乳、脂質(zhì)體以及生物降解性微球在藥物的輸送方面有著重要的應(yīng)用。目前制備微乳、脂 質(zhì)體以及生物降解性微球的方法主要是采用“top-down”的方式，即傳統(tǒng)的超聲、機械攪拌 等，采用這些方法在制備乳液過程中，由于粒徑不均一，小的乳液會被大的乳液吸收，同時 大的乳液又會因剪切力的作用而破壞；在乳液聚合過程中，會形成許多聚合凝聚物，同時， 在乳液的合并與破裂過程中，內(nèi)包藥物、酶以及細胞等目標物容易逃逸到乳液表面，導(dǎo)致目 標物包埋率低。因此傳統(tǒng)方法獲得的微乳、脂質(zhì)體以及生物降解性微球存在粒徑分布寬，形 態(tài)難以控制，且重復(fù)制備的結(jié)果偏差較大，給微乳、脂質(zhì)體以及生物降解性微球的實際應(yīng)用 帶來許多困難。例如，親水性藥物在采用常用的薄膜水化分散法制備脂質(zhì)體時，包封率低， 載藥量難以滿足治療需要。作為藥物載體，粒徑的大小決定其在體內(nèi)的分布并影響其與生 物體器官以及細胞的作用，小粒徑載體可將注射部位的潛在刺激減小到最低程度；而且如 果應(yīng)用單分散載體，藥物的釋放動力特性能夠得到有效控制，從而可以更容易地構(gòu)造較復(fù) 雜的藥物釋放系統(tǒng)。另外作為酶的固定化和蛋白質(zhì)分離介質(zhì)，由于粒徑不均一，小的微球會 聚集到大微球之間的間隙中，使得分離壓力增大，嚴重時會導(dǎo)致分離無法進行；作為細胞培 養(yǎng)載體，粒徑不均一會導(dǎo)致養(yǎng)分和細胞密度的不均勻，從而導(dǎo)致細胞生長的不均勻；作為藥 物緩釋載體，由于乳液不穩(wěn)定會導(dǎo)致藥物的包埋率大大降低，另外由于粒徑不均一，在系統(tǒng) 給藥中使藥物的靶向性差，導(dǎo)致藥物在體內(nèi)的生物利用度大大降低，另外制備批次之間的 差異，導(dǎo)致無法準確考察藥物釋放模式，使其應(yīng)用大大受到限制。因此研究新型制備方法， 制備出單分散性微乳、脂質(zhì)體和生物降解性微球，以便克服傳統(tǒng)制備方法的不足以及由此 帶來的應(yīng)用上的限制。由于微流控技術(shù)產(chǎn)生的液滴具有樣品無擴散、反應(yīng)條件穩(wěn)定、單分散性好，無交叉 污染以及混合迅速等特性，因此基于“bottom up”思想的微流控技術(shù)制備的微乳、脂質(zhì)體以 及生物降解性微球具有形狀可控、大小均勻、適用材料多樣性等優(yōu)點。通過將藥物、酶和細 胞等引入液滴，產(chǎn)生單分散性微乳、脂質(zhì)體以及生物降解性微球，提高傳統(tǒng)制備方法尺寸無 法統(tǒng)一、目標物包裹率低、重復(fù)性差等問題，以期構(gòu)建一種可以控制藥物釋放、提高藥物生物利用度、保持酶與細胞生物活性，提高藥物載體的靶向性，減少藥物的系統(tǒng)毒性以及細胞 移植過程中的免疫抑制和同種過敏反應(yīng)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對各類親水性藥物和脂溶性藥物，酶與細胞等制備尺寸均一、分散穩(wěn)定 的0/W、ff/Ο以及W/0/W等微乳，脂質(zhì)體以及生物降解性微球，以用于藥物的輸送、控制與釋 放；酶的固載以及活性保持；細胞的培養(yǎng)、功能表達以及靶向移植等。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種可制備單分散性微乳、脂質(zhì)體和生物降解性微球的微流控芯片裝置，包括微 量泵、產(chǎn)生不同尺寸液滴的微流控芯片、液滴接收和儲存容器；(1)根據(jù)制備微乳的性質(zhì)， 對芯片微通道進行相應(yīng)的疏水性或親水性修飾；如當制備W/0微乳時，可采用由PDMS或玻 璃制成的內(nèi)壁具有疏水性的微通道；當制備0/W微乳時，需采用聚合物(如聚乙烯醇等)對 PDMS微通道進行表面修飾，使其內(nèi)壁表現(xiàn)為親水性質(zhì)；特別是，通過吸附自組裝-熱固化 法，采用質(zhì)量濃度5%丙三醇-2%聚乙烯醇的混合溶液對PDMS微通道進行修飾，可使修飾 后的PDMS表面具有超親水性。(2)將親水性藥物(或脂溶性藥物)溶于水相(或油相)， 然后以水相(或油相)為分散相，油相(或水相)為連續(xù)相，剪切成單分散性包裹藥物的 單層或多層微乳；C3)根據(jù)藥物性質(zhì)制備成相應(yīng)的溶液，從中間微通道通入，將脂質(zhì)體或生 物相容性聚合物的溶液通入兩側(cè)微通道，然后使用與上述溶液性質(zhì)相反的連續(xù)相將上述溶 液剪切為單分散性包裹藥物的液滴，再采用一定的固化方法使液滴固化，得到尺寸均一、分 散穩(wěn)定的載藥脂質(zhì)體微球或生物可降解微球。在優(yōu)化條件下，微乳和微球的直徑分布系 數(shù)(CV值，定義見下式)控制在5%以內(nèi)，在微通道尺寸確定情況下(本發(fā)明以200微米為 例)，通過調(diào)節(jié)分散相濃度、分散相和連續(xù)相的流速可以自由調(diào)節(jié)實現(xiàn)微乳、脂質(zhì)體或微球 的直徑在10-500微米；用于藥物載體時藥物包埋率高、儲存穩(wěn)定，在優(yōu)化條件下包埋率接 近100%。用于包裹酶和細胞時，包裹率高，活性損失小。上述直徑分布系數(shù)(Coefficientof Variation, CV) = {[Σ ((Ii-(I) 2/Ν]1/2/ d} X 100%式中，Cli為各個微乳、脂質(zhì)體和聚合物微球的直徑，d為所研究微乳、脂質(zhì)體和聚合 物微球的平均直徑，N為用于研究直徑的微乳、脂質(zhì)體和聚合物微球個數(shù)，N = 100個。本發(fā)明所提供的制備單分散性載藥微乳的方法，包括下述步驟以含水溶性(脂 溶性)藥物的水溶液(油溶液)作為分散相；以含W/0型(0/W型)乳化劑的油溶液(水溶 液)作為連續(xù)相；將所述分散相和連續(xù)相分別輸送到微流控芯片裝置的相應(yīng)微通道，通過 所述微流控芯片裝置制備得到w/o(o/w)微乳，將微乳收集在裝有連續(xù)相或交聯(lián)劑溶液的 容器中，得到載藥微乳。本發(fā)明所提供的制備單分散性載藥脂質(zhì)體的方法，包括下述步驟以含水溶性 (脂溶性)藥物和空白脂質(zhì)體(即不含藥脂質(zhì)體)的水溶液(油溶液)作為分散相；以含 W/0型(0/W型)乳化劑的油溶液(水溶液)作為連續(xù)相；將所述分散相和連續(xù)相分別輸送 到微流控芯片裝置的相應(yīng)微通道，通過所述微流控芯片裝置制備得到w/o(o/w)微乳，將產(chǎn) 生的微乳冷凍干燥，得到載藥脂質(zhì)體。本發(fā)明所提供的制備單分散性載藥微球的方法，包括下述步驟以含水溶性藥物(脂溶性)和生物可降解聚合物的水溶液(油溶液)作為分散相；以含W/0型(0/W型)乳 化劑的油溶液(水溶液)作為連續(xù)相5 ；將所述分散相和連續(xù)相分別輸送到微流控芯片裝 置的相應(yīng)微通道，通過所述微流控芯片裝置制備得到W/0(0/W)微乳，將微乳收集到裝有連 續(xù)相或交聯(lián)劑溶液的容器中，根據(jù)所述生物可降解聚合性質(zhì)來采用不同的固化方式(如 冷凍干燥、加熱去除溶劑、加入交聯(lián)劑聚合等)進行固化，得到載藥微球。本發(fā)明所提供的制備單分散性包裹酶和細胞的微乳、脂質(zhì)體以及微球的方法，與 上述方法相同，只是在選擇分散相和連續(xù)相時應(yīng)注意使用生物相容性的物質(zhì)，減少對酶和 細胞的活性影響。本發(fā)明制備的微乳中，所包裹藥物(酶或細胞)的濃度可通過調(diào)節(jié)微流道中分散 相和連續(xù)相的流量來調(diào)節(jié)。在制備載藥脂質(zhì)體或載藥微球時，脂質(zhì)體或微球的大小，可通過分散相中脂質(zhì)體 或生物可降解聚合物的濃度來調(diào)節(jié)(當其它條件固定時，脂質(zhì)體或聚合物濃度越大，則產(chǎn) 生的脂質(zhì)體或微球尺寸越大)，或者通過分散相和連續(xù)相的流量來調(diào)節(jié)(當分散相流量固 定時，連續(xù)相流量越小(越大)，產(chǎn)生微球尺寸越大(越小)；連續(xù)相流量固定時，分散相流 量越大(越小)，產(chǎn)生微球尺寸越大(越小))。在上述制備載藥或包裹酶和細胞的微乳、脂質(zhì)體或微球的方法中，連續(xù)相中表面 活性劑的質(zhì)量濃度可為0. 5%-10%，優(yōu)選范圍為0. 5%-4%。在制備包裹酶和細胞的微乳、 脂質(zhì)體或微球的方法中，應(yīng)選擇生物相容性好的表面活性劑。本發(fā)明中，所述水溶性藥物包括水溶性抗癌藥、核酸、RNA、干擾素、各種蛋白、酶以 及多肽藥物等，可根據(jù)需要一起或單獨溶于水相；脂溶性藥物包括脂溶性抗癌藥、激素以及 其它各種脂溶性藥物等。所使用的乳化劑一般使用非離子表面活性劑。本發(fā)明制備的單分散性微乳、脂質(zhì)體或微球藥物載體，以及包裹酶和細胞的脂質(zhì) 體或微球具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明提供的方法可用于制備各種類型微乳、脂質(zhì)體以及聚 合物微球，可用于包埋多種親水性和脂溶性藥物，例如包埋紫杉醇、吡柔比星、5-氟尿嘧啶 等；也可用于固載酶和細胞的培養(yǎng)、移植等，如固載胰島素酶用于糖尿病的治療，包裹重組 脲酶基因的細胞用于研究對體內(nèi)有害物質(zhì)的分解，為尿毒癥的治療奠定一定基礎(chǔ)；調(diào)控微 乳、脂質(zhì)體和微球的尺寸，可用于皮下注射、靜脈注射、口服、動脈栓塞等。(2)本發(fā)明提供的微乳、脂質(zhì)體或微球作為藥物載體，由于尺寸均一并且可控，批 次之間重復(fù)性好，因此在研究藥物釋放動力學(xué)、以及不同藥物及其治療效果之間的關(guān)系顯 得更為精確和簡單。作為藥物載體，其尺寸大小與其在體內(nèi)的分布位置和時間有著一定的 關(guān)系，不同的藥物在體內(nèi)不同位置產(chǎn)生的療效也不盡相同；因此對不同藥物制備一系列單 分散性包裹藥物的微乳、脂質(zhì)體或微球，并分別用藥，從而可以找出不同藥物在不同尺寸的 用藥效果，從而找出不同藥物所需的最佳尺寸范圍。如果作為藥物載體的微乳、脂質(zhì)體或微 球尺寸不均一，則無法有效地開展相關(guān)研究。(3)本發(fā)明提供的制備方法，條件溫和，可望能夠保持多肽、蛋白等生物活性藥物 的高活性。(4)本發(fā)明提供的微乳、脂質(zhì)體或微球尺寸均一，可望實現(xiàn)穩(wěn)定的、重現(xiàn)性好的藥 物控制釋放。(5)本發(fā)明提供的脂質(zhì)體或微球可用于酶的固載以及細胞培養(yǎng)、移植使用，條件溫和，可望保持酶和細胞的活性，實現(xiàn)二者的功能性。本發(fā)明的方法解決了攪拌乳化、超聲等傳統(tǒng)技術(shù)制備載藥微乳、脂質(zhì)體和聚合物 微球中的諸如粒徑分布不均勻，形態(tài)難以控制，藥物包埋率低，批次之間有著較大差異等缺 陷。且傳統(tǒng)制備微球的方法影響藥物的釋放行為和降低其靶向性，在臨床上無法考察粒徑 與不同疾病及治療效果之間的關(guān)系，使其應(yīng)用大大受到限制?？衫梦⒘骺刂苽涞奈⑷?、脂 質(zhì)體和微球粒徑的均一特性，達到穩(wěn)定的可控的釋放藥物，精確考察藥物釋放行為、釋放機 理以及動力學(xué)模型，為臨床應(yīng)用奠定一定的基礎(chǔ)。同時，可望解決血藥濃度起伏大問題，減 少藥物的的毒副作用，延長藥物作用時間，提高藥物在體內(nèi)利用率和治療效果。該制備方法 工藝簡單，操作條件溫和，重復(fù)性好，容易放大。


圖1為本發(fā)明制備單分散性微乳、脂質(zhì)體或微球的微流控芯片示意圖；其中，圖IA 是一種最簡單的微流控芯片示意圖，由進口 1引入分散相，進口 2和3引入連續(xù)相，出口 4 引出微乳或脂質(zhì)體、聚合物液滴；圖IB是一種制備單分散性多功能化微乳、脂質(zhì)體或微球 的微流控芯片示意圖，進口 1引入連續(xù)相，進口 2-4可分別引入多組分藥物、磁性納米粒子、 脂質(zhì)體以及多組分聚合物等，從而實現(xiàn)藥物、聚合物多組分以及磁性等多功能化微乳、脂質(zhì) 體或微球，出口 5引出液滴。圖2為實施例1聚乳酸微球的微流控制備示意圖；其中，進口 1引入溶有聚乳酸的 氯仿溶液，進口 2-3引入2%聚乙烯醇(PVA)的水溶液，產(chǎn)生單分散性液滴。圖3為實施例1中液滴產(chǎn)生的光學(xué)顯微照片；其中，圖3(b)是液滴產(chǎn)生區(qū)域的光 學(xué)顯微照片；圖3 (c)是液滴在微通道尾部的光學(xué)顯微照片( = 0. 20mL/h, Q2 = Q3O. 15mL/ h誶表示分散相流速；Q2 = Q3表示連續(xù)相流速，下同)。圖4為采用吸附自組裝-熱固化法對PDMS修飾后的接觸角照片(圖中接觸角是 采用與微流控通道同樣修飾方法修飾的PDMS薄片所測數(shù)值)，其中，圖4 (a)是PDMS的接觸 角(120°，疏水)；圖4 (b)是PVA修飾的PDMS的接觸角(52°，親水)；圖4 (c)是PVA/丙 三醇(Gly)修飾的PDMS的接觸角(5°，超親水)。圖5為光學(xué)顯微照片；其中，圖(a-c)為載玻片上聚乳酸液滴的陣列；圖(d)是聚 乳酸液滴在容器中固化過程，顏色較深表明已固化，顏色較淺的表明為液滴或半固化(單 色圖)；圖(e-f)為固化聚乳酸微球。流速條件(a)Gj1 = 0. 15mL/h ;Q2 = Q3 = 0. 35mL/h ； (WQ1 = 0. 20mL/h ；Q2 = Q3 = 0. 15mL/h ； (C)Q1 = 0. 25mL/h ；Q2 = Q3 = 0. 45mL/h ； (d)-(f) Q1 = 0. lOmL/h, Q2 = Q3 = 0. 15mL/h.圖中標尺為 100 微米。圖6為實施例2制備的不同粒徑的載藥聚乳酸微球的光學(xué)顯微照片(a_b)及尺寸 分布圖(c)。流速條件(a)Q1 = 0. 15mL/h，Q2 = Q3 = 0. 35mL/h ； (WQ1 = 0. 20mL/h，Q2 = Q3 = 0. 15mL/h，標尺為50微米，內(nèi)插圖片的標尺為25微米。圖7為實施例2制備的不同尺寸不同載藥量的紫杉醇-聚乳酸微球體外藥物釋放 圖，其中，a)為紫杉醇累積釋放圖，b)為釋放量與釋放時間的對數(shù)圖；S a_b說明S表示樣 品，a代表粒徑(1表示31微米，2-表示50微米)，b代表理論載藥量(1表示1毫克，2表 示2毫克)。圖8為實施例3制備的包裹吡柔比星的聚乳酸液滴光學(xué)顯微照片。
圖9為實施例4制備的包裹吡柔比星的聚乳酸微球光學(xué)顯微照片。圖10為實施例4制備的不同尺寸不同載藥量的吡柔比星-聚乳酸微球體外藥物 釋放圖。圖11為實施例5制備的聚乳酸-羥乙酸的液滴和微球光學(xué)顯微照片。圖12為實施例6制備的不同放大倍數(shù)的殼聚糖微球光學(xué)顯微照片。圖13為實施例7制備的不同放大倍數(shù)的海藻酸鈣微球光學(xué)顯微照片。圖14為用于批量生產(chǎn)的微流控裝置示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明的方法進行說明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和生物材 料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。本發(fā)明包括單分散性包裹藥物、酶或細胞的微乳、脂質(zhì)體或微球的微流控制備方 法。該方法可以制備包埋水溶性、脂溶性藥物的o/w、w/o、o/w/o等各種微乳、脂質(zhì)體以及微 球；亦可制備包裹功能酶的脂質(zhì)體或微球；制備包裹細胞的微球與制備親水性藥物微球的 方法相類似。脂溶性藥物的微球制備按圖2所示的步驟制備，具體方法和步驟說明如下(1)微流控芯片通道的修飾將PDMS芯片等離子體處理90秒后，通滿質(zhì)量濃度 5%丙三醇-2%聚乙烯醇的混合溶液，室溫放置20分鐘；隨后將多余溶液用真空泵吸出，在 60°C放置2小時以熱固化涂層，上述步驟反復(fù)得到多層修飾的通道后在110°C固化20分鐘， 自然冷卻至室溫備用。(2)分散相和連續(xù)相的制備將脂溶性藥物紫杉醇和聚乳酸溶于氯仿(油相)，作 為分散相；將聚乙烯醇或其它水溶性乳化劑溶于水中(水相)，作為連續(xù)相；在圖1所示的 微流控芯片裝置(通道經(jīng)親水修飾)中，將分散相經(jīng)泵通入通道1，連續(xù)相通入通道2和3， 經(jīng)過流體聚焦區(qū)域，得到單分散性0/W微乳(或液滴)；要包埋水溶性藥物時，可將水溶性 藥物溶液作為分散相1，聚乳酸的氯仿溶液作為分散相2，用分散相2剪切分散相1成W/0 微乳，再將溶有親水性乳化劑的連續(xù)相再次剪切分散相2，形成W/0/W微乳。(3)聚乳酸微球的制備將上述步驟( 所得微乳放置于室溫水浴中，輕輕攪拌，除去氯仿；將固化好的包 藥微球過濾，水洗，室溫真空干燥或凍干。實施例1、制備聚乳酸微球?qū)⑽⒘骺匦酒b置如圖1所示裝配好。配制30mg/mL的聚乳酸(分子量10000) 的氯仿溶液；配制質(zhì)量濃度為2%的PVA(型號平均聚合度1750士50)溶液作為連續(xù)相。 將分散相和連續(xù)相通過微量泵輸送到微流控芯片(見圖2)，在芯片中通過連續(xù)相的剪切作 用，使分散相形成單分散的液滴(見圖幻；芯片通道修飾的親水性表征見圖4。將收集的液滴置于室溫水浴中，除去有機溶劑，成球材料析出，固化成微球；將固 化好的載藥微球過濾，水洗，室溫真空干燥或凍干。液滴和微球的尺寸可通過分散相和流 動相的流量來調(diào)節(jié)，微球的尺寸亦可以通過聚乳酸的濃度來調(diào)節(jié)。取100個液滴或微球 來進行尺寸的測量，取平均值。附圖5(a-c)是不同流速產(chǎn)生的聚乳酸液滴的陣列光學(xué)顯
7微圖片，其CV值均小于1.5%，表明粒徑很均一；圖(d)是聚乳酸液滴在容器中固化過程， 圖(e_f)為固化聚乳酸微球。流速條件(a) Q1 = 0. 15mL/h ;Q2 = Q3 = 0. 35mL/h ； (WQ1 =0. 20mL/h ；Q2 = Q3 = 0. 15mL/h ； (C)Q1 = 0. 25mL/h ；Q2 = Q3 = 0. 45mL/h ； (d) - (f) Q1 = 0. lOmL/h, Q2 = Q3 = 0. 15mL/h。實施例2、制備包裹紫杉醇的聚乳酸微球?qū)⑽⒘骺匦酒b置如圖1所示裝配好。配制30mg/mL的聚乳酸(分子量10000)的 氯仿溶液，另稱取一定量的紫杉醇溶于上述溶液中，分別制備成含紫杉醇lmg/mL和ang/mL 的溶液作為分散相；配制質(zhì)量濃度2%的PVA溶液作為連續(xù)相。將分散相和連續(xù)相通過微量 泵輸送到微流控芯片，形成單分散的液滴；將收集的液滴置于40°C水浴中，除去有機溶劑； 將固化好的載藥微球過濾，水洗，室溫真空干燥或凍干。附圖6(a_b)是制備的不同粒徑的載藥聚乳酸微球的光學(xué)顯微照片，流速條件 (a)Q1 = 0. 15mL/h, Q2 = Q3 = 0. 35mL/h ； (WQ1 = 0. 20mL/h, Q2 = Q3 = 0. 15mL/h ；圖 6(c) 是尺寸分布。取100個微球來進行尺寸的測量，取平均值，兩種微球粒徑分別為31和50微 米左右，CV值均小于4. 0%，表明粒徑很均一。取干燥后的微球Img溶于ImL氯仿中，超聲2分鐘，加入2mL乙腈/水(1 l,v/v), 渦旋2分鐘后進行15分鐘靜置，相分離后通入氮氣除去氯仿；隨后加入乙腈/水(1 1， ν/ν)使總體積保持2mL不變；超聲5分鐘后4000rpm離心10分鐘，上清液用高效液相色譜 分析。色譜條件25厘米長的Cw色譜柱，流動相乙腈/水(1 1，ν/ν)，流速ImL/分鐘， 檢測波長227nm，進樣體積20微升。測得的包埋率均高于93%。圖7為四種不同粒徑尺寸和理論載藥量的微球的體外藥物釋放圖，由圖可見，紫 杉醇從聚乳酸微球中釋放行為分為兩步首先是前三小時較快的突釋階段，隨后是一個逐 漸和持續(xù)的釋放過程。且隨著微球尺寸和理論載藥量的增加，突釋現(xiàn)象輕微增大。實施例3、制備包裹吡柔比星的聚乳酸微乳如實施例1，無固化步驟，只將分散相改為含吡柔比星的聚乳酸氯仿溶液，收集的 微乳光學(xué)顯微照片見圖8。實施例4、制備包裹吡柔比星的聚乳酸微球如實施例2，只將分散相改為含吡柔比星lmg/mL的聚乳酸氯仿溶液，收集的包裹 吡柔比星的聚乳酸微球光學(xué)顯微照片見圖9。不同尺寸吡柔比星-聚乳酸微球的體外釋放 圖見圖10。由圖可知，小尺寸微球在整個釋放過程中均呈緩慢釋放，且無明顯的突釋現(xiàn)象。 大尺寸微球表現(xiàn)出一定的突釋現(xiàn)象，而后期同樣表現(xiàn)為緩慢釋放。實施例5如實施例1，只將分散相改為PLGA(聚(乳酸-羥基乙酸))的氯仿溶液，液滴和微 球的光學(xué)顯微照片見圖11。實施例6、制備親水性藥物殼聚糖微球配制含lmg/mL親水性藥物5_氟尿嘧啶的質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖醋酸水溶液作 為分散相，含有質(zhì)量濃度5% SpanSO的礦物油(或大豆油)作為連續(xù)相，在一定的流速下 產(chǎn)生單分散性液滴，將液滴接入盛有質(zhì)量濃度為10%多聚磷酸鈉(含少量異丙醇)的容器 中，固化2小時后，過濾，二次水洗滌，凍干或低溫晾干。微球的平均粒徑為44微米，光學(xué)顯 微照片如圖12所示，粒徑均一。
實施例7、制備藻酸鈣微球如實施例6，分散相改為質(zhì)量濃度為2%海藻酸鈉水溶液，固化劑使用10%的氯化 鈣溶液，固化1小時后，輕輕過濾，水洗，晾干。液滴和微球的光學(xué)顯微照片見圖13。實施例8批量生產(chǎn)設(shè)計采用圖14的設(shè)計可批量生產(chǎn)各種微球。
權(quán)利要求
1.一種制備單分散性載藥微乳的方法，根據(jù)藥物性質(zhì)的不同，分為下述a)和b)兩種方法；所述a)方法包括下述步驟以含水溶性藥物的水溶液作為分散相，記為分散相1 ；以含 W/0型乳化劑的油溶液作為連續(xù)相，記為連續(xù)相1 ；將所述分散相1和連續(xù)相1通過微量泵 分別輸送到微流控芯片的相應(yīng)微通道，通過所述微流控芯片制備得到W/0微乳，將W/0微乳 收集在裝有連續(xù)相1或交聯(lián)劑溶液的容器中，得到載水溶性藥微乳；其中，所述微流控芯片 裝置的微通道內(nèi)壁表面具有疏水性；所述b)方法包括下述步驟以含脂溶性藥物的油溶液作為分散相2 ；以含0/W型乳化 劑的水溶液作為連續(xù)相2 ；將所述分散相2和連續(xù)相2分別輸送到微流控芯片裝置的相應(yīng) 微通道，通過所述微流控芯片裝置制備得到0/W微乳，將0/W微乳收集到所述連續(xù)相2溶液 中，得到載脂溶性藥微乳；其中，所述微流控芯片裝置的微通道內(nèi)壁表面具有親水性。
2.一種制備單分散性載藥脂質(zhì)體或載酶脂質(zhì)體的方法，根據(jù)藥物性質(zhì)的不同，分為下 述c)和d)兩種方法；所述c)方法包括下述步驟以含空白脂質(zhì)體和水溶性藥物的水溶液作為分散相3，或 以含空白脂質(zhì)體和酶的水溶液作為分散相3 ；以含W/0型乳化劑的油溶液作為連續(xù)相3 ；將 所述分散相3和連續(xù)相3分別輸送到微流控芯片裝置的相應(yīng)微通道，通過所述微流控芯片 裝置制備得到W/0微乳，將產(chǎn)生的W/0微乳冷凍干燥，得到載藥脂質(zhì)體或載酶脂質(zhì)體；其中， 所述微流控芯片裝置的微通道內(nèi)壁表面具有疏水性；所述d)方法包括下述步驟以含脂溶性藥物和空白脂質(zhì)體的油溶液作為分散相4 ；以 含0/W型乳化劑的水溶液作為連續(xù)相4 ；將所述分散相4和連續(xù)相4分別輸送到微流控芯 片裝置的相應(yīng)微通道，通過所述微流控芯片裝置制備得到0/W微乳，將產(chǎn)生的W/0微乳冷凍 干燥，得到載藥脂質(zhì)體；其中，所述微流控芯片裝置的微通道內(nèi)壁表面具有親水性。
3.一種制備單分散性載藥微球或載酶微球或包裹細胞的微球的方法，根據(jù)藥物性質(zhì)的 不同，分為下述e)和f)兩種方法；所述e)方法包括下述步驟以含生物可降解聚合物和下述任意一種物質(zhì)的水溶液作 為分散相5 水溶性藥物、酶和細胞；以含W/0型乳化劑的油溶液作為連續(xù)相5 ；將所述分散 相5和連續(xù)相5分別輸送到微流控芯片裝置的相應(yīng)微通道，通過所述微流控芯片裝置制備 得到W/0微乳，將W/0微乳收集到裝有連續(xù)相5或交聯(lián)劑溶液的容器中，固化，得到載藥微 球或載酶微球或包裹細胞的微球；其中，所述微流控芯片裝置的微通道內(nèi)壁表面具有疏水 性；所述f)方法包括下述步驟以含脂溶性藥物和生物可降解聚合物的油溶液作為分散 相6 ；以含0/W型乳化劑的水溶液作為連續(xù)相6 ；將所述分散相6和連續(xù)相6分別輸送到微 流控芯片裝置的相應(yīng)微通道，通過所述微流控芯片裝置制備得到0/W微乳，將0/W微乳收集 到所述連續(xù)相6或交聯(lián)劑溶液的容器中，固化，得到載藥微球；其中，所述微流控芯片裝置 的微通道內(nèi)壁表面具有親水性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于所述微乳、脂質(zhì)體和微球的直 徑分布系數(shù)均小于等于5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于所述連續(xù)相中表面活性劑的 質(zhì)量濃度均為0. 5% -10%，優(yōu)選為0. 5% -4%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于微流控技術(shù)制備單分散性微乳、脂質(zhì)體和微球的方法。該方法包括以下步驟將親水性藥物(或脂溶性藥物)的水溶液(或油溶液)作為分散相，油相(或水相)作為連續(xù)相，將分散相和連續(xù)相分別輸送到微流控芯片裝置的相應(yīng)微通道，剪切為單分散性包裹藥物的液滴，然后采用一定的固化方法使液滴固化，得到尺寸均一、分散穩(wěn)定的載藥脂質(zhì)體微球或生物可降解微球。在優(yōu)化條件下，微乳和微球的直徑分布系數(shù)可小于5％，直徑在10-500微米。該技術(shù)解決了傳統(tǒng)超聲、攪拌乳化法、薄膜水化分散法制備的載藥微乳、脂質(zhì)體、微球尺寸不均一、包埋率低、分散性差、靶向性差、生物利用度低以及酶與細胞生物活性低，產(chǎn)生免疫抑制等問題。
文檔編號A61K9/127GK102068409SQ20111000683
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者何天稀, 梁瓊麟, 王義明, 羅國安 申請人:清華大學(xué)